湖南商学院《电子技术》课程设计报告
题目六路抢答器的设计
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指导教师:
职称:
计算机与信息工程学院
2013年6月
课程设计评审表
课程设计作品验收表
注：1. 除“验收情况”栏外，其余各栏均由学生在作品验收前填写。
2. “验收情况”栏由验收小组按实际验收的情况如实填写。
目录
1、概述 (1)
1.1 设计的目的与意义 (1)
1.2 设计的任务与要求 (1)
2、总体设计方案 (1)
2.1 方案的选择 (1)
2.2 六路抢答器的详细工作过程 (2)
3、单元电路设计 (2)
3.1 相关元器件的介绍 (2)
3.1.1 74LS148的介绍 (2)
3.1.2 74LS279的介绍 (3)
3.1.3 CC4511的介绍 (4)
3.2 抢答模块的设计 (6)
3.3 编码模块的设计 (6)
3.4 锁存模块的设计 (6)
3.5 译码模块的设计 (6)
4、系统仿真与测试测试 (6)
4.1 proteus的基本操作方法 (6)
4.2 仿真步骤 (7)
4.3 仿真结果及分析 (7)
5、安装与调试 (10)
5.1 安装与调试的主要过程 (10)
5.2 安装与调试过程中遇到的问题和解决办法 (11)
6、心得与体会 (12)
参考文献 (13)
附录 (14)
六路抢答器的设计
1、概述
1.1设计的目的与意义
抢答器在现实生活中的应用非常广泛，通过设计一个六路抢答器能够让我们更好的了解该器件的原理及内部电路，让我们的专业学习更加的贴近生活。本次所设计的六路抢答器只具有最基本的抢答功能，通过优先编码电路、锁存电路、译码电路将最先抢答的选手的编号显示在数码管上，其他选手按下按钮抢答无效，完成并验证所设计的抢答器的功能。
1.2 设计的任务与要求
（1）设计制作一个可容纳六组参赛的数字式抢答器，每组设计一个抢答按钮供抢答者使用，且抢答器具有优先编码和锁存的功能；
（2）将设计好的电路图在proteus仿真软件上运行，检查设计的电路图是否正确；
（3）填写元件清单并购买元件，按照设计好的电路图安装并调试；
（4）根据课程设计报告要求撰写课程设计报告。
2、总体设计方案
2.1方案的选择
根据设计的任务与要求，该抢答器要具有优先编码和锁存的功能，以保证在最先抢答的选手按下按钮后，其他选手按下按钮抢答无效，显示器上显示的还是最先一位选手的编号。通过分析与思考想出了以下两种方案：方案一：采用74LS148优先编码器分辨选手抢答的先后，并通过SR锁存器74LS279锁存抢答选手的编号，再经过CC4511译码驱动共阴极数码管显示。
方案二：采用CC4067作为编码电路的核心元件，当有选手抢答时输出四位相应的8421BCD码即可同时供16位选手抢答。经CC4511七段译码器译码后驱动共阴极数码管显示，同时利用CD4069组成一个多谐振荡器，作为十进制
计数器CC4510的CP脉冲使其计数并与D触发器CD4013完成自动锁存的功能。
结果：与方案二相比，方案一使用的芯片少、电路简单且同样能实现其抢答功能，故选用方案一。图1为数字抢答器总体方框图。
图1 抢答器的总体框图
2.2六路抢答器的详细工作过程
该抢答器的主要功能是实现抢答功能，当主持人将开关置于“清零”位置时，抢答器处于禁止工作状态，数码管上显示的数字为“0”；当主持人宣布抢答开始后，并将开关置于“开始”位置时，抢答器处于工作状态，当选手按下抢答按钮时，该抢答器主要完成以下功能：优先编码器迅速分辨出最先一位抢答的选手的编号，并由锁存器进行保存，然后由译码器译码驱动数码管显示最先一位抢答的选手的编号。
3、系统详细设计
3.1 相关元器件的介绍
该设计用到较多集成电路电路芯片，在此给出其管脚图和部分功能介绍
3.1.1 74LS148的介绍
74LS148为8线－3线优先编码器，将8条数据线（0－7）进行3线(4-2-1)二进制（八进制)优先编码，即对最高位数据线进行译码。利用选通端（EI)和输出选通端（YS)可进行八进制扩展。
其各引脚的功能如下：
0－7 编码输入端(低电平有效)；
ST 选通输入端(低电平有效)；
Y0、Y1、Y3三位二进制编码输出信号即编码输出端(低电平有效)；
YEX 片优先编码输出端即宽展端(低电平有效)；
YS 选通输出端，即使能输出端；
图2 74LS148的引脚图
下表为74LS148的功能介绍，ST为使能端，控制芯片的工作；当无输入时，YEX=1，有输入时，YEX=0。其功能真值表如下：
表1 74LS148功能表
输入输出
ST I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y2 Y1 Y0 YEX YS
1 X X X X X X X X 1 1 1 1 1
0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0
0 X X X X X X X 0 0 0 0 1 1
0 X X X X X X 0
1 0 0 1
0 1
0 X X X X X 0
1 0 1 0
0 X X X X 0
1 0 1 1
0 X X X 0
1 1 0 0
0 X X 0
1 1 0 1
0 X 0
1 1 1 0
0 0 1 1 1 1
3.1.274LS279的介绍
74LS279 为四个RS锁存器，当R=1, S=0，时，输出为0；当R=0，S=1时，输出为1；当R=1, S=1时，锁存器具有保持功能，将输出一直保持为1，达到锁存的目的。图3为74LS279的引脚图：
图3 74LS279引脚图
表2为74LS279的锁存器的真值表：
表2 74LS279 真值表
输入输出
1S 2S R Q
0 0 0 1
0 X 1 1
X 0 1 1
1 1 0 0
1 1 1 保持
3.1.3 CC4511的介绍
CC4511是一片 CMOS BCD—锁存/7段译码/驱动器，用于驱动共阴极 LED 数码管）显示器的BCD码—七段码译码器。A、B、C：二进制数据输入端；引脚4为输出消隐控制端；LE为数据锁定控制端；LT为灯测试端；a~g为数据输出端；图4为SR锁存器74LS279的引脚图：
图4 CC4511引脚图
原理说明：
开关S置于"清零"端时，RS触发器的输入端R均为０，４个触发器输出置０，使74LS279 中BI/RBO ＝０，ABCD=0000,使之处于锁存状态。CC4511不工作，输出全为0。当开关S置于"开始"时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将键按下时（如按下S5），74LS148的输出经RS锁存后，C=1,A=1,CC4511处于工作状态，
CBA=101,即74LS279输入端DCBA=0101，经74LS279后输出gfedcba=1101101,经译码显示为"5"。表3为CC4511的真值表：
3.2抢答模块的设计
抢答按钮模块：抢答按钮连接的是芯片74LS148，抢答按钮按下时74LS148接低电平，芯片正常工作，没有按下时，芯片接高电平。而74LS148内通过的最大电流不能超过30mA,否则会烧坏芯片，所以5V的电源不能直接接到芯片上，需要接保护电阻，当电阻大于 5.6K时，会由高电平变为低电平，所以电阻的选择范围为0.17K—5.6K,为了减小误差，降低功耗，防止芯片的损坏，我取了电阻的阻值为1K。
3.3 编码模块的设计
优先编码电路模块：在优先编码器的选择中，8线－3线优先编码器共有74148 和 74LS148 两种线路结构型式，而74LS148的功耗远比74148的功耗低，所以选择的优先编码器为74LS148.
3.4锁存模块的设计
锁存器电路模块：74LS148把信号输入过来后，锁存器需要把信号保存并传递给译码器，同时能封锁输入电路，禁止下一个信号的输入。优先编码器选择的是8线－3线优先编码器，所以至少需要三个锁存器，74LS279是由四个基本的锁存器组成，且功耗低，是最适合的电路芯片。
3.5 译码模块的设计
译码电路模块BCD码七段译码驱动器型号有74LS47(共阳)、74LS48(共阴)、CC4511(共阴)等，因为本实验采用的是共阴极数码管，并且74LS48连接数码管时需接限流电阻，而用CC4511时则不需。本实验系采用CC4511BCD码锁存/七段译码/驱动器。驱动共阴极LED数码管。
4、系统仿真与测试
4.1 proteus的基本操作方法
元件的选用：打开元件库，移动鼠标到需要的元件图形上，按下左键，将元件符号拖拽到工作区。
元件的移动、旋转、反转、复制和删除：用鼠标单击元件符号选定，用相应的菜单、工具栏，或单击右键激活弹出菜单，选定需要的动作。
元器件参数设置：双击元件，设定相应的参数。
导线的连接：要包括导线的连接、弯曲导线的调整、导线颜色的改变及连接点的使用。
连接：鼠标指向一元件的端点，出现小圆后，按下左键并拖拽导线到另一个元件的端点，出现小圆后松开鼠标左键。
删除和改动：选定该导线，单击鼠标右键，在弹出菜单中选delete 。
或者用鼠标将导线的端点拖拽离开它与元件的连接点。
4.2 仿真步骤
（1）根据自己所画好的电路图，在protues元器件库选择相应的元器件；
（2）在protues的工具栏中调出导线，将元器件按图连接好；
（3）按照自己所设置的电路图，设置好元器件的参数；
（4）点击运行按钮进行电路仿真，根据仿真结果修改相应的参数；
4.3 仿真结果及分析
图4 仿真电路
结果及分析：在总开关没有打开之前，按任意的抢答开关1-6，共阴极数码管上都没有数字显示；拨下总开关后，电路接通，数码管上显示数字“0”，
此时如果最先按下抢答开关的编号为“1”，则数码管上显示数字“1”，且再按其它任意抢答开关2-6，数码管上显示的数字都是“1”。
一轮抢答结束后，再将总开关置“0”，并进行接下来的抢答操作，可见数码管上显示的数字是最先按下的抢答开关的编号。
从上述结果中可以看到：由74LS148构成的优先编码电路迅速的分辨出了最先抢答的选手的编号，然后由SR锁存器74LS279构成的锁存电路，保证在最先抢答的选手按下按钮后，其他选手按下按钮抢答无效，且当主持人将开关置于“清零”位置时，抢答器处于禁止工作状态，只有当主持人宣布抢答开始后，并将开关置于“开始”位置时，抢答器才处工作状态，最后由CC4511构成的译码电路，驱动共阴极数码管并显示抢答选手的编号。
5、安装与调试
5.1安装与调试的主要过程
为了方便，选择用线路板来实现所设计的系统，线路板是专为电子电路的无焊接实验设计制造的。由于各种电子元器件可根据需要随意插入或拔出，免去了焊接，节省了电路的组装时间，而且元件可以重复使用，所以非常适合电子电路的组装、调试和训练。
在安装过程中，按照所设计好的电路图，清查各个元器件，看是否有缺失，如有缺失立马向老师反映。清查好元器件后，再用万用表分别测量电阻的阻值、数码管为共阴极还是共阳极。将测量好的元器件按照电路图依次焊
接在线路板上，在焊接电阻时，先将其引脚理直，并根据需要剪掉多余的脚，其引脚不宜留的过长。在焊接集成芯片时，先将芯片的引脚插入其所对应的底座中，然后再依次焊接各个引脚，为了能够正确布线并便于查线，所有的集成电路的插入方向要一致，不能为了临时走线方便或缩短导线长度而把集成电路倒插。焊接开关时也按照同样的道理，然后按照电路图布线，在布线的过程中要特别的仔细，不然就会影响电路的正常工作。最后，在元器件安装好了之后，先连接电源线和地线，为了查线方便，连接尽量采用不同的颜色，然后打开电源开关看是否正确，如没有达到所设计的功能，再检查电路中哪里出现了问题。
在调试过程中，首先进行不通电检查，电路安装完毕后，按照所设计的电路图检查安装电路，在安装好的电路中，按电路图一一对照检查连线是否正确，并用万用表检测各焊点是否接在一起；然后再进行直观检查，连线检查完毕后，直观检查电源、元器件接线端之间有无短路，连线处有无接触不良；然后再进行通电检查，把5V的电源电压加入电路，电源接通后观察有无异常现象，包括有无冒烟、有无异常气味、触摸元件是否有发烫现象、电源是否短路等。如果出现异常，应立即切断电源，排除故障后可重新通电；最后进行分块调试，包括测试和调整两个方面。测试是在安装后对电路的参数及工作状态进行测量；调整则是在测试的基础上对电路的结构或参数进行修正，使之满足设计要求。
5.2安装与调试过程遇到的问题与解决办法
问题一：安装好电路后，接入5V的电源电压，数码管的显示灯不亮；
解决办法：对安装好的电路进行电路检查，发现共阴极数码管没有接地，将其接地端接地，数码管有显示；
问题二：接入5V的电源电压后，数码管一直显示为“0”，按任意开关键数码管显示输出依旧是“0”；
解决办法：用万用表对各开关电路进行检查，看其是否接通，检查完毕后发现开关电路并无问题，通过与同学进行讨论，最终进行了如下修改：芯片74LS148的4脚和10脚接电源电压，74LS279的13脚与74LS148的5脚
接在一起，CC4511的5脚接地；
问题三：数码管显示有其他数字输出，但是输出不稳定，并有乱码现象；
解决办法：检查安装好的电路，看是否有导线没有焊接好，检查发现芯片74LS148的7脚与74LS279的6脚的连线断了，重新连接好后再接通电源电压，数码管的显示正常，能够完成抢答功能。
6、体会与总结
这次六路抢答器的设计是继上一次收音机安装实习后，又一次与我们专业相关的实训。通过这一将近两个星期的实训，它加深和巩固了我们所学的专业理论课程，例如数电和模电，提高了我们综合运用知识的能力、自学能力、动手操作能力，同时也将我们在书本上所学的理论知识与实践得到了很好地结合，让我对本专业有了更深一步的认识。
在这次的课程设计中，首先我们针对自己的选题进行了功能分析，并上网搜索了相关的资料，确定了用74LS148优先编码器、74LS279锁存器、CC4511译码器、共阴极数码管、1K和10K的电阻、单刀单掷开关和单刀双掷开关作为本次设计电路的主要元器件，然后运用proteus仿真软件进行电路的设计与调试，还好功夫不负有心人，通过努力最终将仿真电路图设计完成。然后将买回来的元器件按照设计好的电路图上的连线进行安装，然而探究真理的道路上总会出现一些小障碍…我们在进行实物连接的时候遇到了几个问题，首先由于自己的一时马虎，忘记将数码管的接地端接地，导致数码管没有数字显示输出，发现这一错误后，自己立马对其进行了连接，并对电路的接线进行了一遍检查，在确保接线无误的情况下，接通正5V的电源电压，数码管显示输出“0”，但是按任意按钮进行抢答都没有用，依旧保持输出“0”。面对这一新的问题，我们又进行了讨论，最后在老师的帮助下，将芯片74LS148的4脚和10脚接电源电压，74LS279的13脚与74LS148的5脚接在一起，CC4511的5脚接地。虽然数码管显示有其他数字输出，但是输出不稳定，并有乱码现象，面对这一问题，我又对安装好的电路进行了一次检查，看是否有导线没有焊接好，检查发现芯片74LS148的7脚与74LS279的6脚的连线断了，重新连接好后再接通电源电压，数码管的显示正常，能
够完成抢答功能。
虽然在这次的课程设计中，遇到了一些这样或那样的问题，自己有时也感到很苦恼，但是通过自己的不断探索，最终完成六路抢答器的设计。当然，其中我也收获到了很多。通过这次课程设计，首先，我基本掌握了用proteus 仿真软件进行电路图的仿真分析，且初步掌握了电子电路的设计方法；其次，对自己的动手能力也有所提高，让我对以后的理论学习更加的感兴趣，增进了专业知识的强化，让理论和实践得到了很好的结合；最后，也让我收获了友谊，在与同学的讨论中，我们的友谊得以提升。
参考文献
[1] 阎石. 数字电子技术基础（第五版）. 北京：高等教育出版社，
2006.
[2] 康华光.电子技术基础（第五版）. 北京：高等教育出版社，2006.
[3].赵伟军《Protel 99 SE教程》.人民邮电出版社,2004（第一版）
附录
元器件申请表
2013年 6月 23日
电气及自动化课程设计报告 题目：基于PLC的六路抢答器系统设计 课程：PLC原理与应用 学生姓名： 学生学号： 年级：14级 专业：自动化 班级：2班
指导教师： 机械与电气工程学院制 2017年6月 目录 1课程设计的任务和要求 (1) 1.1课程设计的任务 (1) 1.2课程设计的要求 (1) 2.PLC控制器的原理与组成 (1) 2.1PLC硬件系统 (1) 2.2PLC工作原理 (3) 2.3六人抢答器基本组成 (4) 2.4六人抢答器工作原理 (4) 3六人抢答器系统设计方案制定 (5) 3.1PLC选型 (5) 3.2六人抢答器系统的I/O口分配 (6) 4六人抢答器系统的软件设计 (7) 4.1PLC编程语言 (7) 4.2抢答器系统程序 (7)
4.2.1主持人控制端 (7) 4.2.2抢答成功与抢答犯规指示灯显示 (9) 4.2.3七段数码管显示 (9) 4.2.4蜂鸣器电路 (11) 5六人抢答器系统程序仿真 (12) 5.1抢答成功仿真 (12) 5.2抢答犯规及抢答超时仿真 (12) 5.3加减分及数码管显示 (13) 5.4抢答超时 (14) 6总结及心得体会 (14) 参考文献 (15)
基于PLC的六路抢答器系统设计 机械与电气工程学院自动化专业 1课程设计的任务和要求 1.1课程设计的任务 使用西门子S7-200PLC编写程序实现六路抢答器的系统设计并使用仿真软件进行其功能的实现。 1.2课程设计的要求 （1）主持人控制功能，具有开始抢答按钮和复位按钮； （2）主持人未按下开始抢答按钮时抢答为违规抢答，违规指示灯亮，蜂鸣器响； （3）抢答延时，超过20S无人抢答时此题作废，蜂鸣器长鸣； （4）抢答成功后，抢答成功指示灯亮，数码管显示抢答成功的队伍编号； （5）在抢答成功后，主持人根据回答的正确与否可以对该队伍进行加减分控制； （6）每次正确抢答时，只有第一位按下抢答按钮的队伍为有效抢答。 2.PLC控制器的原理与组成 2.1PLC硬件系统 可编程控制器，英文称ProgrammableLogicController，简称PLC。PLC是基于电子计算机，且适用于工业现场工作的电控制器。它源于继电控制装置，但它不像继电装置那样，通过电路的物理过程实现控制，而主要靠运行存储于PLC内存中的程序，进行入出信息变换实现控制。PLC基于电子计算机，但并不等同于普通计算机。普遍计算机进行入出信息变换，多只考虑信息本身，信息的入出，只要人机界面好就可以了。而PLC则还要考虑信息入出的可靠性、实时性，以及信息的使用等问题。特别要考虑怎么适应于工业环境，如便于安装，抗干扰等问题[1]。
《数字电子技术》 项目二设计与制作六路抢答器电路任务三六路抢答器电路制作与调试 教 案 名称： D触发器的应用 课程：数字电子技术 专业：应用电子技术 课时： 6课时
任务三六路抢答器电路制作与调试本次任务，是针对D触发器的应用，完成六路抢答器电路的制作和调试。【设计思想】 本节课以项目任务为载体，以学生自主学习为中心，通过小组合作的组织形式，为学生营造一个自主学习的环境。充分利用多媒体教学手段结合项目设计，步步设疑、环环相扣、贯通主线，引导学生自主探究，通过学生动手实践，电路调试来发现问题、探究问题、解决问题，以提高实践、交流、协作等各方面的能力，为将来成为高技能型人才做好铺垫。 【教学容】 课程标准要求能根据具体的工作任务，完成简单数字电路的设计。该课题理论知识来源于由高等教育出版，阎石老师主编的《数字电子技术基础》中第三章第3节。对于职业学校的学生，重点是培养解决实际问题的能力，学以致用。因此，参考课程标准采用项目教学，设计了项目二：设计与制作六路抢答器电路来完成这次的教学任务。 本节是时序逻辑电路的基础容，为今后学习时序逻辑电路奠定理论基础，具有重要的理论指导作用。通过本课的学习，让学生明确数字电路的制作和调试方法，体会到所学知识点相互之间的联系及在实际中的应用，因此占有非常重要的地位。 这部分知识也是数字电路入门的门槛之一，更是将来从事EDA行业的启蒙知识,因此，要求学生有较强的分析能力和综合能力。 本项目共有三个任务： 1. 完成基本D触发器的功能测试； 2. 用集成D触发器设计电路原理图； 3. 根据电路原理图完成六路抢答器的制作与调试。 这次课主要针对最后一个任务：六路抢答器的制作与调试进行教学设计。【教学目标】 ?知识目标： 1.掌握D触发器的基本逻辑功能。 2.理解集成D触发器的工作原理。 ?技能目标： 1．通过项目调试和分析，培养学生分析问题、解决问题的能力。 2．通过项目拓展，培养学生查阅资料、利用资源的能力。 ?情感目标： 1．通过项目教学、引导探究，培养学生合作精神。 2．体验工程职业素养在学习与工作中的重要意义。
六路数字抢答器设计方法 王亚静 摘要：有许多比赛活动中为了准确、公正、直观的判断出第一抢答者，通常设置一台抢答器，通过灯光等手段指示出第一抢答者。同时，还可以设置记分、犯规及奖惩记录等多种功能。电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主持人将系统复位并发出抢答指令后，开始抢答，如有参赛者按抢答开关，则该组指示灯亮显示出抢答者的组别。此时，电路应具备自锁功能，使其他组的抢答开关不起作用。 关键词：第一抢答者 抢答器 锁存 复位 自锁功能 一．设计任务与技术要求 1、设计任务 设计制作一个可供6组选手参加比赛的数字式竞赛抢答器。 2、技术要求 (1) 抢答器同时供6名选手或6个代表队比赛，分别用6个按钮S1、S2、S3、S4、S5、S6表示。 (2) 设置一个系统清除和抢答控制开关S0，该开关由主持人控制。 (3)抢答器具有锁存与显示功能。即具有第一个抢答信号的鉴别和数据锁存的功能。抢答开始后，若选手按动抢答按钮，锁存相应编号，相应灯亮起，并封锁输入编码电路，禁止其他选手抢答。抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。 二．总体方案设计及电路的工作原理： 1. 总体方案 数字式抢答器原理框图如图1所示。它由主体电路组成。主体电路完成基本的抢答功能，即开始抢答后，当选手按动抢答键时，能亮起相应灯泡同时横封锁输入电路，禁止其他选手抢答。
图1 2.工作原理 工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨到"清零"状态，抢答器处于禁止状态，编号二极管灭灯；主持人将开关置“开始”状态，宣布"开始"抢答器工作。选手抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、二极管发光显示。如果再次抢答必须由主持人再次操作"清除"和"开始"状态开关。计数输入由秒脉冲发生器提供。 三.单元电路的设计及电路图 1.抢答电路 抢答电路的功能有两个：一是能分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，供显示电路用；二是要使其他选手的按键操作无效。这里选用6D触发器74LS174，其电路图如图2所示。 图2 其工作原理是： 当开关S置于"开始"时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将键按下时（如按下S1），74LS174的输出Q1=1,二极管D1发光。此外，Q1＝1，经非门过74HC30输出为高电平，74LS174处于禁止状态，封锁其他按键的输入，保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将 S0开关重新置“清零”， 6D触发器74LS174的CLR端为低电平，输出端（Q1~Q6）全部为低电平，于是二极管灭灯；然后再进行下一轮抢答。 2.反馈电路 这部分电路是用8与非门74HC30和6个非门构成，电路图如图3.
课程设计说明书
题目: 基于 PLC 的六路抢答器系统设计
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数字逻辑系统 课程设计 项目：十路智力竞赛抢答器 班级： 09电子A班 姓名：刘金梁 学号： 0915211039 题目及要求： 题目4多路智力竞赛抢答器 一、任务 设计一个多路智力竞赛抢答器。 二、设计要求 1、基本要求 <1）设计一个4路<1～4）智力竞赛抢答器，主持人可控制系统的清零和抢答的开始，控制电路可实现最快抢答选手按键抢答的判别和锁定功能，并禁止后续其他选手抢答。<2）抢答选手确定后给出一声音响的提示和选手编号的显示，抢答选手的编号显示保持到系统被清零为止。 2、发挥部分 <1）扩展为10路<1～10）智力竞赛抢答器。 <2）设计抢答最长时间<30秒）限制和倒计时显示。 1)根据题目要求设计系统总框图及总原理图如下：
下面分模块对各个部分进行方案选取和论证： 1.抢答按钮 抢答顾名思义就是要求快速，方便，故选用微动开关，而不选用别扭的拨动开关。 2.译码电路及数码显示 译码电路主要有两种，一种是用芯片进行译码，比如74ls148(8-3译码器>,可用两片组合成16-4译码器，选取其中10路。下图为四路采用148进行译码的范例 另一种是利用加二极管防止反向然后直接连接到4511等七段显示译码器如下图
个人认为第二种方法更简单、便捷，故采取第二种。 3.锁存器 锁存器采用74ls74 Ｄ触发器，经过４个或门处理 当有按键按下去的时候置高，从而 D 触发器5 端输出为高电平反馈到 4511 的 5 端<使能端），从而实现锁定功能。 4.报警电路
因为要求抢答报警时只能响一声，故用555另配合电阻、电容可形成大约1秒 单稳触发器，因为 低脉冲的时候触发 而按键按下置高， 故需加一反向器， 用或非74ls02也可。 T=RC*ln3=1.1RC，故电阻取10u电阻取100k。 5.减数及译码电路 要产生1hz的秒脉冲，同样选用555定时器，接法如下电路， 故选用电容100u，则计算出=14.3k，选用 R1=4.3K,R2=5K。减计数芯片选用十进制74ls192,接法如下，把秒脉冲输入到底下那片的4脚，计数十次后在13脚会产生一个脉冲，输入到上面那片，而上面那片从3减到0后13脚也产生一个负脉冲输入74ls74的清零端，并使74的输出负端接到计数器的置数端使之一直置数，认为倒计时结束，显示部分仍用4511译码显示 6.主持人开关
四 路 抢 答 器 设 计 实 验 报 告 信息科学技术学院自动化*班 ****
四路抢答器设计实验报告 一、设计任务： 1、巩固和加深对电子电路基本知识的理解，提高综合运用本课程所学知识的能 力。 2、养成根据设计需要选学参考书籍，查阅相关手册、图表和文献资料的自学能力。 3、通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元器件、电路组装、 调试和检测等环节，初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。 4、学会简单电路的实验调试和性能指标的测试方法，提高学生动手能力和进行 数字电子电路实验的基本技能。 二、技术指标 抢答器是一种具有优先输出的电子电路。它的基本功能是，在四组参赛的情况下，首先抢答者发出抢答信号，此时其他参赛组的抢答电路即失去控制作用。在优先抢答者解除抢答信号后，电路才自动恢复到各组又可均等抢答的状态中。 1、设计一个可供4人进行的抢答器。 2、系统设置复位按钮，按动后，重新开始抢答。
3、抢答器开始时数码管无显示，选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。抢答后显示优先抢答者序号，同时发出音响。并且不出现其他抢答者的序号，这样其它选手无法再抢答，达到抢答目的。 4、抢答器具有定时抢答功能，本抢答器的时间设定为10秒，当主持人启动“开始”开关后，定时器开始减计。 5、设定的抢答时间，选手可以抢答，这时定时器开始工作，显示器上显示选手 的和抢答时间。并保持到主持人按复位键。 6、当设定的时间一到，而无人抢答时，本题报废，选手们无法再抢答，同时扬 声器报警发出声音，定时器上显示0。 三、元件清单：
太原理工大学 课程设计 题 目名称数字竞赛抢答器 课 程 名 称数字电子技术课程设计学生姓名张超张兵锋 学号 2010002553 2010002552 系 、专 业矿业工程采矿工程专业指导教师黄丽霞 2012年 1 2月 28 日
1.设计背景 在许多比赛活动中，为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，通常设置一台抢答器，通过数显、灯光及音响等多种手段指示出第一抢答者。同时还可以设置记分、犯 规及奖励记录等多种功能。该设计就是针对上述各种要求设计出的供6名选手参赛使用的数字式竞赛抢答器。数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。优先编码电路、锁存器 、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出；用控制电路和主持人开关启动报警电路，以上两部分组成主体电路。通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器 上输出实现计时功能，构成扩展电路。经过布线、焊接、调试等工作后，数字抢答器成形。 2.设计任务与要求 1．设计制作一个可容纳六组参赛的数字式抢答器，每组设计一个抢答按钮供抢答者使用。 2．电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主持人将系统复位并发出抢答指 令后，开始抢答，定时器开始工作，数码管显示时间，从30s开始减计数，并有小红灯亮起（说明可以答题，抢答有效）。30s 内无人抢答则计数停，无人抢答显示0.若30s内参赛者按抢答开关，则该组指示灯亮并用组别显示电路显示出抢答者的组别， 同时扬声器发出“嘀－嘟”的双音音响持续2～3秒。此时，电路应具备自锁功能，使其他组的抢答开关不起作用。 3．设置记分电路。每组在开始时预置成 100 分，抢答后由主持人记分，答对一次 加10分，否则减10分。 4．设置犯规电路。对提前抢答和超时抢答的组别鸣喇叭示警，并由组别电路显示 出犯规组别。 3 .总体设计方案
广东工贸职业技术学院 2010~2011学年第二学期 PLC课程设计指导书 题目：九路抢答（PLC可编程控制器应用） 课程名称《PLC及组态课程设计》专业电子信息适用年级 09级 班级 09电信班1、2 指导教师 _侯益坤、伍勤谟 · 一、课程设计的目的 PLC的课程设计是在完成本课程内容的课堂教学和实践之后进行的。目的是通过对一个实际应用课题的设计，初步掌握PLC控制系统的设计方法，从了解设计要求，运用所学知识并查阅有关技术资料进行系统设计，到模拟安装调试，然后整理有关技术资料，编写设计说明书，使学生得到一次系统的训练，从而对本课程理解更深刻，更清楚，更重要的是提高应用理论知识解决实际问题的能力。 课程设计应以培养学生的能力为主，要求学生在独立完成设计任务的同时，注意多方面能力的培养和提高，主要包括以下几方面： （1）综合运用专业及基础知识解决实际工程技术的能力。 （2）独立工作的能力和创造能力。 — （3）查阅技术资料和各种工具书的能力。 （4）工程绘图能力。
（5）撰写技术报告和编制技术资料的能力。 因此，在课程设计教学中，应以学生为主体，让其充分发挥自主性和创造性。教师的作用主要体现在工作方法的指导和思维方法的引导，以及设计技术把关上面。 二、系统方案设计要求说明 在很多竞赛活动中，经常用到抢答器。对抢答器的控制要求是：当多个输入信号输入时，抢答器只接收第一个到来的信号，而不接收后面到来的输入信号并使第一个到来的输入信号相应的灯或铃有反应。 本系统中设有9个抢答输入按钮、一个复位按钮、一个开始按钮,一个七段数码管，一个蜂鸣器,一个3S兰灯,一个5S黄灯，一个红色违规指示灯。 】 本系统可提供九个抢答台,在主持人的主持下,参赛人通过抢先按下按钮回答问题。 在抢答开始前，主持人应按下复位按钮使系统复位，做好抢答准备。 当主持人说开始，并同时按下开始按钮，抢答开始,并限定抢答时间为10s。 若抢答者在抢答开始前抢先输入，则属违规要显示该台台号，同时蜂鸣器以秒的周期响, 红色违规指示以1秒的周期闪烁，以便扣分惩罚。 若在开始之后到3s之内第一个按下抢答输入，由七段显示器显示该台台号，同时3s兰灯点亮、蜂鸣器声以秒的周期响。以便答对之后给予基本加分和对应兰灯点亮额外奖励加分。 若在3s之后到5s之内第一个按下抢答输入，由七段显示器显示该台台号，同时5s黄灯点亮、蜂鸣器声以秒的周期响。以便答对之后给予基本加分和对应黄灯点亮额外奖励加分。 若在5s之后10s之内第一个按下抢答输入，由七段显示器显示该台台号，蜂鸣器声以秒的周期响。以便答对给予基本加分
课程名称：电子技术课程设计课题题目：六人抢答器 专业班级：通信工程 姓名： 学号： 指导教师：
目录 1 功能介绍 (2) 1.1主要功能介绍 (2) 1.2扩展功能介绍 (2) 2总体方案设计 (3) 3单元模块设计 (4) 3.1抢答器控制端电路功能介绍 (4) 3.2定时时间电路 (6) 3.3控制电路 (7) 3.4报警电路 (7) 4主要芯片介绍 (8) 4.1 优先编码器74LS148 (8) 4.2 计数器74LS192 (10) 5六人抢答器仿真 (11) 6系统调试 (15) 7电路原理图 (16) 8元件清单 (17) 9参考文献 (17)
课题题目：六人抢答器 1功能介绍 1.1主要功能介绍 1）有多路抢答，抢答台数为6； 2）具有抢答开始后20秒倒计时，20秒倒计时后无人抢答显示超时，并报警： 3）能显示超前抢答台号并显示犯规报警： 2、系统复位后进入抢答状态，当有一路抢答按键按下，该路抢答信号将其余各路抢答信号封锁，同时铃声想起，直至该路按键松开，显示牌显示该路抢答台号。 1.2扩展功能介绍 （1）抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间为20秒。当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用 显示器显示。 （2）参加选手在未开始抢答时按下抢答键，则犯规。显示器上显示选手的编号,并报警。 （3）参加选手在设定的时间内抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。 （4）如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效，封锁输入电路，禁止选手超时后抢答。 2总体方案设计 设计要求
六路数字抢答器设计报告 目录 一、任务设计和要求 (2) 二、设计方案与论证 (4) 三、电路设计计算与分析 (5) 3.1 主持人控制电路 (5) 3.2 10S倒计时电路 (7) 3.3 控制显示电路 (10) 3.4 主要元器件介绍 (12) 四、总结与心得 (18) 五、附录 (19) 附录一：元器件清单 (19) 附录二：六路抢答器原理图 (20) 附录三：六路抢答器的仿真 (21) 六、参考文献 (22) 1
一、设计任务和要求 六路数字抢答器的设计任务如下： 1．主持人按动启动按钮，抢答开始，同时开始10秒倒计时。 2．6名抢答选手编号分别为1-6，各自控制一个按钮进行抢答，有人按下时扬声器给出声音提示，倒计时电路停止计时，同时显示抢答选手的号码。 3．选用七段LED作为显示器。 4.完成电路的理论设计。 5.参数的计算和有关器件的选择。 6. 对电路进行仿真。 7.撰写设计报告书一份：A3图纸1张。报告书要求写明以下内容：（B5纸） （1）总体方案的选择和设计 （2）各个单元电路的选择和设计 （3）仿真过程的实现 课程设计要求如下： 课程设计大体可分成以下三个阶段： 1.设计与计算阶段 学生根据课程设计任务、要求和条件进行总体方案的设计，通过论证和选择，确定总体方案。此后是对方案中单元电路 2
进行选择和设计计算，包括元器件的选用和电路参数的计算。最后画出总体电路图，选用元件一览表。 2.计算机仿真及电路制版 运用仿真软件EWB或MULTISIM对设计电路进行仿真，排除电路故障、调整元器件参数、修改电路，使之达到设计指标要求。最后使用PROTEL软件完成对电路的PCB制版（选作）。 3.撰写设计报告阶段 设计报告是学生对课程设计全过程的系统总结。学生应按规定的格式撰写设计报告。设计报告的主要内容有： 1)课题名称。 2)设计任务和要求。 3)方案选择与论证。 4)原理框图，总体电路图、计算机电路仿真图，以及它们的说明；单元电路设计与计算说明；元器件选择和电路参数计算的说明等。 5)收获体会、存在问题和进一步的改进意见等。 3
湖南大学课程设计报告 课程名称：电子技术课程设计 系部：电气工程系 专业班级：电子科学技术 学生姓名： 指导教师： 完成时间： 2011.06.19 报告成绩：
目录 摘要 3 第一章、设计题目 4 第二章、设计目的 4 第三章、设计要求 4 3.1设计指标 4 3.2设计要求 4 第四章、设计方案与论证 5 第五章、系统具体电路设计及原理 5 5.1抢答器电路的设计 5 5.2定时电路的设计 5 5.3报警电路的设计 (6) 5.4时序控制电路的设计 (6) 第六章、主要元器件介绍 (7) 6.1 74LS48 和74LS192的功能表 (8) 6.2 74LS148 (9) 6.3 74LS279 (10) 6.4 74LS121 (11) 6.5NE555 (11) 第七章、设计采用元件 (13) 第八章、电路设计仿真 (13) 第九章、实验心得 (15) 第十章、参考文献 (16)
摘要 本设计的抢答器是一种比较简易的抢答器，没有使用特别多的复杂的元器件。结合上机动手实验而完成的。它的特点是电路简单、制作方便、操作简单、方便、性能可靠，实用于多种智力竞赛活动。本抢答器的电路主要完成：设计一个六路抢答器，实现开始一定时间后，开始抢答状态，可以判定是哪个信号抢答的，同时封锁其他信号，如果过了抢答时间，仍然没有抢答或者出现抢答者同时抢答时，那么就报警。这个抢答器设计基本上满足了实际竞赛应用中的各种需要。在实际中有很大的用途。 无论是在学校、工厂、军队还是益智性电视节目，都会举办各种各样的智力竞赛，都会用到抢答器。目前市场上已有各种各样的智力竞赛抢答器，绝大多数是以模拟电路、数字电路或者模拟电路与数字电路相结合的产品。这部分抢答器已相当成熟，但功能越多的电路相对来说就越复杂，且成本偏高，故障高，显示方式简单。 数字抢答器由主体电路与扩张电路组成.优先编码电路,锁存器,译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出:用控制电路和主持人的开关启动报警电路,以上两部分组成主体电路.通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能,构成扩展电路.经过布线,焊接,调试等工作后数字抢答器成型. 抢答器四周有安装孔,可以方便的安装在操作台上,外接抢答按钮接入相应的接线端子,如果需要外接电铃或指示灯,则接入继电器端子,安装完毕后就可以上电了,抢答器的电流输入为5V直流输入. 抢答器通上电后,蜂鸣器响,三个数码管都显示0,按下复位按钮后进入正常工作状态,这时可以设定抢答倒计时间,只要按动10进制编码按钮分别对时间的十位和个位设定,设定的时间在数码管上实时的显示出来.设定的时间范围为:0~30秒,设定完时间后,就可以按动开始按钮,表示抢答开始,这时蜂鸣器响0.1秒,提示各位选手,抢答已经开始,同时倒计时器开始从设定的时间进行倒计时. 若在抢答时间内有人抢答,则第三个数码管立即显示抢答位号,倒计时间停止倒计时,所用掉的时间就是抢答的时间,同时蜂鸣器响2秒,继电器吸合2秒,表示有人抢答,在这个按键之后按下的按键除了复位键外,其他按键均无效,只有主持人按下复位键后,可以进入下一轮抢答.
学号：xxxxxxxxxx 课程设计报告 基于AT89C51单片机抢答器的设计 院系电子信息工程学院 专业电子信息工程 班级 1 姓名xxx
摘要 单片机由于其微小的体积和极低的成本，广泛的应用于家用电器、工业控制等领域中。在工业生产中，单片微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生产力的机种。单片微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称微控器。学校和电视台等单位场举办各种比赛，抢答器是必要设备。在我校举行的各种竞赛中我们经常看到有抢答的环节，举办方多数采用让选手通过举答题板的方法判断选手的答题权，这在某种程度上会因为主持人的主观判断造成比赛的不公平性。抢答器是一名公正的裁判员，他由主体电路与扩展电路组成。单片机由于其微小的体积和极低的成本，广泛的应用于家用电器、工业控制等领域中。在工业生产中，单片微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生产力的机种。单片微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称微控器。学校和电视台等单位场举办各种比赛，抢答器是必要设备。在我校举行的各种竞赛中我们经常看到有抢答的环节，举办方多数采用让选手通过举答题板的方法判断选手的答题权，这在某种程度上会因为主持人的主观判断造成比赛的不公平性。抢答器是一名公正的裁判员，他由主体电路与扩展电路组成。 AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪速存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。外形及引脚排列如图所示。 本设计是六路智力抢答器。使用51系列单片机，编写应用程序来实现智力抢答功能。硬件设计使用的是51系列单片机中的89C51。硬件设计利用其中断控制程序进行抢答部分的处理，通过非门的控制去申请单片机内部的中断，以达到显示抢答的目的。软件设计利用中断系统的基本构成原理编写中断服务程序，其信号由按键电路提供，由CPU响应中断，并输出响应。用到了查询按键模块、定时器模块、显示时间模块、显示组号模块、报警模块等。 关键词：89C51 中断定时器报警电路等
多路数字式竞赛抢答器的设计与制作 课程设计报告 学院：自动化工程学院 班级：测控081 设计人：郭秋艳 学号：0807250103 指导老师：关硕黄俊峰张玉财 时间：2010年7月14日
目录 一．设计任务与技术要求 (3) 二．方案的论证及电路的工作原理 (3) 1.方案论证.................................................................... (3) 2. 工作原理 (4) 三：单元电路的设计及电路图 (4) 1.抢答器电路 (4) 2.定时电路 (6) 3报警电路 (7) 4. 时序控制电路 (7) 5计分电路 (8) 四．元器件的选择 (9) 1.74LS148 (9) 2，74LS279/R-S 锁存器.............................................................. . (10) 3. 74LS192 (11) 4.74LS48 (12) 5. 555定时器 (13) 6.74ls121 (14) 五，需要的元器件清单 (15) 六．心得体会 (16) 七．参考文献 (16)
一：设计任务与技术要求 1、设计任务 设计制作一个可供6组选手参加比赛的数字式竞赛抢答器。 2、技术要求 (1)抢答器同时供6组选手，分别用6个按钮S0—S5表示。 (2)设置一个系统清零（抢答显示数码管灭灯）和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。 (3)抢答器具有第一个抢答信号的鉴别和数据锁存，显示的功能。抢答开始后，若选手按动抢答按钮，锁存相应编号，并在LED数码管上显示该编号，同时扬声器给出声响提示，封锁输入编码电路，禁止其他选手抢答。抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。 (4)抢答器具有计分，显示的功能。预置分数可由主持人设定，并显示在每名选手的计分牌上，选手答对加10分，答错扣10分。 (5)抢答器具有定时抢答的功能，抢答时间由主持人设定。当主持人按下开始按钮后，定时器开始减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续时间0.5S 左右。 (6) 参赛选手在设定时间内抢答有效，抢答有效，定时器停止倒计时，抢答显示器上显示选手的编号，定时显示器上显示剩余抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。 (7) 如果抢答定时已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效。系统扬声器报警并封锁输入编码电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器显示“00”。 (8)抢答器具有犯规提示的功能，对提前抢答和超时抢答的选手，扬声器会发出警示信号，并在显示器上显示其编号。 二：方案的论证及电路的工作原理 1.方案论证 方案1：采用CD4511芯片作为抢答信号的触发、锁存和译码输出。这样虽然比较简便，但实际在实现锁存功能时比较繁琐难实现。 方案2：采用D触发器和译码器来完成抢答部分。虽然元件较多，但在实现锁存功能时可以简单的实现。 经过对比两方案的优缺点，决定采用抢答信号锁存简单实现的方案2。然后利用软件来进行仿真调试，再进行逐步改进。 2.工作原理 抢答器由输入电路，判别电路，显示电路，秒脉冲发生器，计时电路和报
《数字电子技术》课程设计报告 8路智力抢答器 设计与制作 设计要求： 1、可同时供8名选手或8个代表队参加比赛； 2、主持人控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答 的开始； 3、抢答器具有数据锁存和显示的功能； 4、抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由 主持人设定； 5、具有报警功能。 设计人：罗帅学号： 专业：08电气班级：1
成绩：评阅人： 哈尔滨应用技术职业技术学院 8路智力抢答器 设计与制作 8路智力抢答器是一种用数字电路技术实现由主持人控制、定时抢答、报警功能的装置。他是在规定的时间内进行抢答。一旦有人抢答，显示器上会同时显示抢答时间和抢答选手号码。当超出规定时间时，即使抢答，不会显示选手号码。 8路智力抢答器包括组合逻辑电路和时序电路。通过此次设计与制作，进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法.且由于8路智力抢答器包括组合逻辑电路和时叙电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。 一、设计要求 （一）设计指标 1、计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，他们的编号分别是0、1、 2、 3、 4、 5、 6、7，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是S0——S7。 2、给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始。 3、抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管行显示出选手的编号，同时扬声器给出音响提示。此外，要封锁输入电路，禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。 4、抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定（如30s）。当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示，同时扬声器发出短暂的声响。 5、参赛选手在设定的时间内抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。 6、如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效，系统短暂报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示00。 （二）设计要求 1、画出电路原理图（或仿真电路图）； 2、元器件及参数选择；
摘要 随着电子技术的发展，它在各个领域的应用也越来越广泛。人们对他的认识也逐步加深。人们也利用了电子技术以与相关的知识解决了一些实际问题。如：智能抢答器的设计与制作。抢答器是竞赛问答中一种常用的必备装置,从原理上讲,它是一种典型的数字电路。数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出；主持人按开始按钮示意开始，以上两部分组成主体电路。通过定时电路实现计时功能，构成扩展电路。经过布线、焊接、调试等工作后数字抢答器成形。在抢答电路中利用一个优先编码器译出最先抢到答题权的选手的编号并经显示器显示出来，同时还要封锁电路以防其他选手再抢答。当选手问答完成后，主持人将系统恢复至零。 关键词：控制电路; 报警电路; 定时电路
目录 摘要 (Ⅰ) 1绪论.............................................................................. 错误!未指定书签。 1.1设计背景.............................................................................. 错误!未指定书签。 1.2设计任务与要求.................................................................. 错误!未指定书签。2总体设计方案............................................................... 错误!未指定书签。 3 系统详细设计 (3) 3.1抢答器电路 (3) 3.2定时电路 (4) 3.3报警电路 (5) 3.4相关元器件的介绍 (5) 4安装与调试 (8) 4.1调试 (8) 4.2安装 (9) 5系统仿真与测试 (11) 5.1仿真步骤..................................................................... 错误!未指定书签。 5.2仿真结果与分析............................................................................................ 错误!未指定书签。6收获与体会............................................................................. 错误!未指定书签。元件清单.......................................................................... 错误!未指定书签。参考文献......................................................................错误!未指定书签。
四人智力竞赛抢答器课程设计报告 一、设计题目 题目：四人智力竞赛抢答器 二、设计任务和要求 1）设计任务 设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。用数字显示抢答倒计时间，由“9”倒计到“0”时，无人抢答，蜂鸣器连续响1秒。选手抢答时，数码显示选手组号，同时蜂鸣器响1秒，倒计时停止。 2）设计要求 (1)4名选手编号为：1，2，3，4。各有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号对应，也分别为1，2，3，4。 (2)给主持人设置一个控制按钮，用来控制系统清零（抢答显示数码管灭灯）和抢答的开始。 (3)抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，该选手编号立即锁存，并在抢答显示器上显示该编号，同时扬声器给出音响提示，封锁输入编码电路，禁止其他选手抢答。抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。 (4)抢答器具有定时（9秒）抢答的功能。当主持人按下开始按钮后，定时器开始倒计时，定时显示器显示倒计时间，若无人抢答，倒计时结束时，扬声器响，音响持续1秒。参赛选手在设定时间（9秒）内抢答有效，抢答成功，扬声器响，音响持续1秒，同时定时器停止倒计时，抢答显示器上显示选手的编号，定时显示器上显示剩余抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。 (5)如果抢答定时已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效。系统扬声器报警（音响持续1秒），并封锁输入编码电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器显示0。 (6)可用石英晶体振荡器或者555定时器产生频率为1H z的脉冲信号，作为定时计数器的CP信号。 三、原理电路设计： 1、方案比较； 方案一： 抢答电路：使用74ls175作为锁存电路，当有人抢答时，利用锁存器的输出信号号将时钟脉冲置零，74ls175立即被锁存，同时蜂鸣器鸣叫1s，这时抢答无效，使用74ls148作为编码器，对输入的型号进行编码，输出4位的BCD码，再将这四位的BCD码输入共阴数码管里显示出抢答者的编号。 主持人电路：；利用74ls190计数器作为倒计时的芯片，当主持人按下抢答按钮时，74ls190被置九，同时将显示上次抢到题目的选手编号的数码管清零，并开始倒计时，，并通过74ls48编码器将即时时间进行编码，并送到7段共阴数码管，显示此时的时间。假如在9秒内有人抢答，则计数器停止倒计时，将锁存器锁存，禁止选手抢答，蜂鸣器鸣叫一秒，停止倒计时。 方案二： 锁存电路采用CD4042来触发，如果用CD4042，则可以用低电平触发，当有人抢答时，利用锁存器的输出信号号将时钟脉冲置零，CD4042 立即被锁存，同 RC端来将时蜂鸣器鸣叫1s，这时抢答无效。此外当倒计时到0时，利用借位0
课程设计说明书 课题名称：数字式竞赛抢答器 专业名称：电子信息工程技术 学生班级：电信0604班 学生姓名：段伶俐 学生学号： 401060506 指导教师：龙卓珉
课程设计任务书 数字式竞赛抢答器 一、功能要求 1、设计制作一个可容纳6组参赛的数字式枪答器，每组设置一个抢答按钮供抢答者使用。 2、给主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零和抢答的开始。 3、抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号（1～6），同时扬声器给出音响提示。同时禁止其他选手抢答。 4、抢答器具有定时抢答的功能，抢答时间设定为30秒，当主持人按下开始按钮时，定时器立刻倒计时，并显示。选手在设定的时间内抢答有效。超过时间抢答无效，定时显示器显示00。 二、设计步骤与要求 1、拟定电路的组成框图，要求能实现所有功能，使用的元器件少，成本低。 2、设计并安装电路，要求布线整齐、美观，便于级联和调试。 3、测试所设计抢答器的逻辑功能，满足各项功能要求。 4、画出整机逻辑电路图。 5、写出设计报告。
目录 课程设计任务书 (1) 第1章原理分析 (3) 1.1定时抢答器的总体框图 (3) 1.2方案选择及论证 (4) 第2章单元电路的设计 (4) 2.1抢答电路的设计 (4) 2.2定时电路的设计 (6) 2.3时序控制电路的设计 (7) 2.4总电路图 (10) 第3章元器件的介绍 (10) 第4章安装与调试 (14) 总结 (15) 参考文献 (17) 附录 (18)
第1章原理分析 1．1定时抢答器的总体框图 定时抢答器的总体框图如图1所示。他主要由主体电路和扩展电路两部分组成。主体部分完成基本的抢答功能，即开始抢答后，当选手按动抢答键时，能显示选手的编号。同时能封锁输入电路，禁止其他选手抢答。扩展电路完成定时的抢答功能。 图1所示定时抢器的工作过程是：接通电源时，节目支持人将开关置于“清除”位置，抢答器处于禁止工作状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定的时间，当主持持人宣布抢答题目后，说一声“抢答开始”，同时将控制开关拨到“开始”位置，抢答器处于工作状态，定时器倒计时，当定时时间到，却没有选手抢答时，输入电路被封锁，禁止选手超时后抢答。当选手在定时时间内按动抢答键时，抢答器要完成下面几个工作：
毕业设计（论文）（2008届） 题目六路抢答器的设计与制作 系别信息电子系 专业应用电子技术 班级 姓名 指导教师 2008年 5 月26 日
目录 摘要 (3) 第1章抢答器的设计要求及功能 (4) 1.1 设计要求 (4) 1.2 扩展功能 (4) 1.3 设计电路方框图 (4) 第2章抢答器主要电路设计 (5) 2.1译码驱动设计 (5) 2.2 开始提示电路设计 (6) 2.3 定时电路设计 (7) 第3章电路扩展设计 (9) 3.1可预置时间的定时电路 (9) 3.2 报警电路 (10) 第4章电路的制作与调试 (12) 心得体会 (13) 参考文献 (14) 致谢 (15) 附录一六路抢答器的整体电路图 (16) 附录二电路元器件明细表 (17) 附录三芯片内部结构图及引脚图 (18)
六路抢答器设计与制作 【摘要】数字电路在日常生活中的应用很多，随着它的发展，其应用将会越来越广泛。工厂、学校和电视台等单位常举办各种智力比赛，抢答器是必要设备。抢答器是一名公正的裁判员，它由主体电路与扩展电路组成，其基本原理是主持人按开始按钮示意开始，利用一个优先编码器，译出最先抢到答题权的选手的编号，并经LED显示器显示出来，同时还要封锁电路以防其他选手再抢答。本文所介绍了一种六路抢答器的设计与制作。【关键词】抢答；锁存；计时；显示
第1章 抢答器的设计要求及功能 1．1设计要求： 1、设计一个同时可供6名选手或6个代表队参加比赛，他们的编号分别为“0”、“1”、“2”、“3”、“4”、“5”各用一个抢答按钮，编号与参赛者的号码一一对应，分别为“S0”、“S1”、“S2”、“S3”、“S4”、“S5”。 2、抢答器具有数据锁存功能，并将锁存的数据用LED 数码管显示出最先抢答成功者的编号。抢答器对抢答选手动作的先后有很强的分辨能力，即使他们的动作仅相差几毫秒，也能分辨出抢答者的先后来，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。抢答后显示优先抢答者序号，同时发出音响。并且阻止其它抢答者的序号。 3、给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统清零“S8”和抢答开始“S9”。 1.2 扩展功能 1、当主持人按下“S8”开关，使得抢答器再次进入禁止状态，选手编号的LED 数字显示器灯熄灭，电路进入原来的初始状态，准备进入下一轮的抢答。 2、抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间长短由主持人设定，当主持人启动“S9”开关后，定时开始绿灯亮红灯灭允许作答，定时结束绿灯灭红灯亮不得作答。 1.3 设计电路方框图 根据抢答器的功能要求，电路框图如图1.1所示： 图1.1 电路框图 抢答按钮 编码器 数码显示器 锁存器 开始按钮 振荡器 扬声器 复位按钮 定时按钮 定时器 显示器 七段显 示译码器